龍灘珍珠李飲料加工工藝優(yōu)化

黃展文，李明娟，游向榮，張雅媛，王 穎，周 葵，衛(wèi) 萍

（1.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院花卉研究所，廣西 南寧 530007；2.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，廣西 南寧 530007；3.廣西果蔬貯藏與加工新技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西 南寧 530007）

龍灘珍珠李是廣西農(nóng)產(chǎn)品地理標(biāo)志水果，集晚熟豐產(chǎn)、外觀亮麗、口感脆爽、營(yíng)養(yǎng)豐富等優(yōu)點(diǎn)于一身，具有“廣西第一李”和“李族皇后”的美譽(yù)[1-3]，可鮮食，可加工，是一種極具發(fā)展前景的廣西優(yōu)勢(shì)特色水果[4-5]。近年來，廣西各級(jí)黨委政府把龍灘珍珠李作為廣西貧困山區(qū)實(shí)施產(chǎn)業(yè)扶貧工程重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)，已成為石山地區(qū)農(nóng)民脫貧致富和地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)，種植面積和產(chǎn)量逐年增加[6]。

由于龍灘珍珠李地域性和季節(jié)性很強(qiáng)，于每年7月底至8月中旬成熟，果期短，且成熟期正值高溫天氣，加上龍灘珍珠李果實(shí)屬呼吸躍變型水果，采后生理活動(dòng)旺盛，不耐貯運(yùn)。龍灘珍珠李基本以鮮食為主，精深加工產(chǎn)品甚少，目前只有龍灘珍珠李果脯相關(guān)研究報(bào)道[7]。如何加大對(duì)龍灘珍珠李原料的加工利用、提升產(chǎn)品附加值、延長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈等難題亟待解決。本文以龍灘珍珠李為原料制備飲料，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用正交試驗(yàn)對(duì)其護(hù)色、酶解、調(diào)配配方、穩(wěn)定劑及均質(zhì)等關(guān)鍵加工工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化，旨在為龍灘珍珠李飲料加工提供技術(shù)參考，為龍灘珍珠李加工利用開辟新途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料與試劑

龍灘珍珠李，采自廣西天峨縣；D-異抗壞血酸鈉、L-半胱氨酸鹽、抗壞血酸、檸檬酸、果膠酶、黃原膠、羧甲基纖維素鈉和β-環(huán)糊精（均為食品級(jí)），鄭州市富泰程化工產(chǎn)品有限公司產(chǎn)品；NaOH、酚酞、無水乙醇、培養(yǎng)基，廣西南寧泰諾生物工程有限公司產(chǎn)品。

1.1.2 儀器與設(shè)備

JYL-Y92破壁機(jī)，九陽股份有限公司；WJ-3A恒溫水浴鍋，常州市偉嘉儀器制造有限公司；SN2105T電磁爐，廣東美的集團(tuán)股份有限公司；GYB60-6S高壓均質(zhì)機(jī)，上海東華高壓均質(zhì)機(jī)廠；TU-1810紫外可見分光光度計(jì)，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；TG16-WS臺(tái)式高速離心機(jī)，湖南湘儀離心機(jī)儀器有限公司；6350酸度計(jì)，上海任氏電子有限公司；PAL-1數(shù)顯糖度計(jì)，日本Atago公司；SW-CJ-2FD凈化工作臺(tái)，上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠。

1.2 方法

1.2.1 工藝流程

1.2.2 操作要點(diǎn)

1.2.2.1 原料挑選、清洗、去核

選擇新鮮、無病蟲害、無腐爛變質(zhì)的龍灘珍珠李果實(shí)，清洗干凈后，用不銹鋼刀切半、去核。

1.2.2.2 護(hù)色、打漿

添加復(fù)合護(hù)色劑后，打漿3 min。

1.2.2.3 酶解

向龍灘珍珠李果漿中添加果膠酶，攪拌均勻，置于一定溫度的水浴鍋中進(jìn)行酶解。

1.2.2.4 滅酶、過濾

酶解后加熱煮沸10 min滅酶，然后用200目濾布過濾，收集濾液即為原果汁。

1.2.2.5 調(diào)配

按原果汁∶水=1∶5（g/g）的比例添加水，同時(shí)添加一定比例的白砂糖、蜂蜜和檸檬酸調(diào)配成龍灘珍珠李飲料。

1.2.2.6 復(fù)配穩(wěn)定劑的添加

向“1.2.2.5”制成的龍灘珍珠李飲料中添加黃原膠、羧甲基纖維素鈉和β-環(huán)糊精復(fù)配穩(wěn)定劑。

1.2.2.7 均質(zhì)、殺菌、灌裝采用高壓均質(zhì)機(jī)對(duì)龍灘珍珠李飲料進(jìn)行均質(zhì)，然后煮沸滅菌10 min再灌裝，即得成品。

1.2.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.3.1 復(fù)合護(hù)色劑優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在前期單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以護(hù)色效果較好的D-異抗壞血酸鈉、L-半胱氨酸鹽和抗壞血酸3種護(hù)色劑添加量（均以占果肉質(zhì)量的百分比計(jì)）為主要影響因素進(jìn)行L9(34)正交試驗(yàn)（因素水平見表1），以果汁褐變度為考察指標(biāo)，對(duì)龍灘珍珠李果汁復(fù)合護(hù)色劑配方進(jìn)行優(yōu)化。

表1 復(fù)合護(hù)色劑配方優(yōu)化正交試驗(yàn)因素水平表Table 1 Factors and levels in orthogonal test of compound color protectants formula 單位：%

采用果膠酶對(duì)龍灘珍珠李果漿進(jìn)行酶解處理，在前期單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)果膠酶用量（以占果漿質(zhì)量百分比計(jì)）、酶解溫度、酶解時(shí)間進(jìn)行L9(34)正交試驗(yàn)（因素水平見表2），以龍灘珍珠李果實(shí)出汁率為考察指標(biāo)，確定最佳酶解條件。

表2 酶解工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)因素水平表Table 2 Factors and levels in orthogonal test of enzymolysis technology

1.2.3.3 飲料調(diào)配配方試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以龍灘珍珠李原果汁為主要原料，按照飲料加工工藝，初步選定白砂糖添加量8%，蜂蜜添加量5%，檸檬酸添加量0.08%為基礎(chǔ)條件，以飲料感官品質(zhì)描述及感官評(píng)分為考察指標(biāo)，篩選白砂糖（6%、8%、10%）、蜂蜜（3%、5%、7%）和檸檬酸（0.06%、0.08%、0.10%）3種輔料添加量（均以輔料質(zhì)量占原果汁質(zhì)量百分比計(jì)），確定龍灘珍珠李飲料調(diào)配配方。

1.2.3.4 復(fù)配穩(wěn)定劑正交優(yōu)化試驗(yàn)

在前期單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以黃原膠、羧甲基纖維素鈉和β-環(huán)糊精為復(fù)配穩(wěn)定劑添加量（均以占原果汁質(zhì)量百分比計(jì)）為主要影響因素進(jìn)行L9(34)正交試驗(yàn)，以離心沉淀率為考察指標(biāo)，對(duì)龍灘珍珠李飲料復(fù)配穩(wěn)定劑進(jìn)行優(yōu)化，正交試驗(yàn)因素水平表見3。

1.2.3.5 飲料均質(zhì)工藝條件試驗(yàn)設(shè)計(jì)

初步選定均質(zhì)壓力20 MPa，均質(zhì)次數(shù)2次為基礎(chǔ)條件，考察均質(zhì)壓力（10、20、30、40、50 MPa）和均質(zhì)次數(shù)（1、2、3、4次）對(duì)龍灘珍珠李飲料離心沉淀率的影響，進(jìn)一步增加飲料穩(wěn)定性。

妊娠是女性一生中的一個(gè)特殊生理階段， 妊娠期婦女全身環(huán)境和口腔局部環(huán)境都會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致口腔疾病的發(fā)生或原有口腔疾病的加重，在妊娠各期都會(huì)出現(xiàn)。二孩政策實(shí)行以來，高齡孕婦比例上升，各種妊娠并發(fā)癥的發(fā)病率也相對(duì)增加。為更有效地開展孕婦口腔保健工作，提高孕婦的生活質(zhì)量，本研究對(duì)長(zhǎng)春市989名孕婦進(jìn)行了問卷調(diào)查，現(xiàn)報(bào)道如下。

表3 復(fù)配穩(wěn)定劑正交試驗(yàn)因素水平表Table 3 Factors and levels in orthogonal test of compound stability 單位：%

1.2.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.2.4.1 褐變度

取護(hù)色打漿后的龍灘珍珠李果漿，用200目濾布過濾，收集濾液，8 000 r/min離心15 min，取上清液，以在420 nm波長(zhǎng)處測(cè)定的吸光度值表示褐變度[8]，每個(gè)樣品重復(fù)3次。

1.2.4.2 出汁率

取一定量的龍灘珍珠李果實(shí)，清洗、去核、護(hù)色打漿、酶解后，用200目濾布過濾，稱量濾液質(zhì)量即為原果汁質(zhì)量，計(jì)算出汁率，重復(fù)3次。

1.2.4.3 龍灘珍珠李飲料感官品質(zhì)評(píng)價(jià)

由經(jīng)過專門培訓(xùn)的10人組成評(píng)價(jià)小組，對(duì)龍灘珍珠李飲料感官品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，去掉1個(gè)最高分和1個(gè)最低分，取8個(gè)評(píng)分的平均值為最終得分，具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表4。

表4 龍灘珍珠李飲料感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 4 Sensory scoring standards of‘Longtan’pearl plum beverage

1.2.4.4 離心沉淀率

準(zhǔn)確稱取龍灘珍珠李飲料500.00 g放入離心管中，4 000 r/min離心15 min，棄去上清液，稱量管內(nèi)沉淀質(zhì)量，每個(gè)樣品重復(fù)3次[9]。

1.2.4.5 龍灘珍珠李飲料品質(zhì)指標(biāo)

總酸：參照GB 12456—2021[10]的方法進(jìn)行測(cè)定；可溶性固形物：使用糖度計(jì)測(cè)定；pH值：使用酸度計(jì)測(cè)定；菌落總數(shù)：參照GB 4789.2—2016[11]中的方法進(jìn)行測(cè)定；大腸桿菌：參照GB 4789.3—2016[12]中的第二法進(jìn)行測(cè)定；霉菌、酵母：參照GB 4789.15—2016[13]中的方法進(jìn)行測(cè)定；沙門氏菌：參照GB 4789.4—2016[14]中的方法進(jìn)行測(cè)定；金黃色葡萄球菌：參照GB 4789.10—2016[15]中的第二法進(jìn)行測(cè)定。

1.2.5 數(shù)據(jù)處理

采用DPS和Excel軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析并制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 龍灘珍珠李飲料復(fù)合護(hù)色劑優(yōu)化結(jié)果

褐變度顯示果肉色澤的褐變程度，吸光度越小，表明果肉褐變程度越小，護(hù)色效果越好。龍灘珍珠李果汁復(fù)合護(hù)色劑正交試驗(yàn)結(jié)果見表5。由表5可知，極差R值大小排序?yàn)锳＞B＞C，即D-異抗壞血酸鈉對(duì)果汁色澤影響最大，其次為L(zhǎng)-半胱氨酸鹽，最后是抗壞血酸；由于褐變度越小說明護(hù)色效果越好，因此依據(jù)k的最小值確定最優(yōu)水平為A2B2C3，即D-異抗壞血酸鈉0.15%、L-半胱氨酸鹽0.12%、抗壞血酸0.20%，該組合即為試驗(yàn)設(shè)計(jì)中的試驗(yàn)號(hào)5，在此工藝條件下制備的龍灘珍珠李果汁褐變度最低，為1.37，顯著優(yōu)于其他試驗(yàn)號(hào)褐變度值（P＜0.05）。

表5 復(fù)合護(hù)色劑正交試驗(yàn)結(jié)果Table 5 The orthogonal experiment results of compound color protectors

2.2 龍灘珍珠李飲料酶解工藝優(yōu)化結(jié)果

出汁率直接影響著果實(shí)制汁的質(zhì)量和產(chǎn)量，出汁率越高越有利于果汁飲料產(chǎn)品的開發(fā)。龍灘珍珠李果實(shí)酶解工藝條件正交優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果見表6。由表6可知，極差R值大小排序?yàn)锳＞C＞B，表明對(duì)龍灘珍珠李果實(shí)出汁率的影響因素大小順序?yàn)楣z酶用量＞酶解時(shí)間＞酶解溫度；根據(jù)k值大小確定最優(yōu)組合為A2B3C1，該組合即為試驗(yàn)設(shè)計(jì)中的試驗(yàn)號(hào)6，即龍灘珍珠李果實(shí)酶解最佳條件為果膠酶用量0.03%、酶解溫度55℃、酶解時(shí)間60 min，在此工藝條件下制備的龍灘珍珠李果汁出汁率為68.75%，顯著高于其他試驗(yàn)號(hào)出汁率（P＜0.05）。

表6 酶解工藝正交試驗(yàn)結(jié)果Table 6 The orthogonal experiment results of enzymolysis technology

2.3 龍灘珍珠李飲料調(diào)配配方確定

龍灘珍珠李飲料調(diào)配配方確定試驗(yàn)結(jié)果見表7。由表7可知，8%白砂糖+5%蜂蜜+0.08%檸檬酸調(diào)配出來的龍灘珍珠李飲料為亮麗的玫紅色，酸甜適中、口感好，風(fēng)味協(xié)調(diào)，感官評(píng)分最高為86.75分。

表7 龍灘珍珠李飲料配方調(diào)配試驗(yàn)結(jié)果Table 7 The formula deployment experiment results of‘Longtan’pearl plum beverage

2.4 龍灘珍珠李飲料復(fù)配穩(wěn)定劑優(yōu)化結(jié)果

離心沉淀率是反映飲料穩(wěn)定性的一個(gè)重要指標(biāo)，離心沉淀率越低，產(chǎn)品穩(wěn)定性越好[16]。龍灘珍珠李飲料復(fù)配穩(wěn)定劑優(yōu)化正交試驗(yàn)結(jié)果見表8。由表8可知，極差R值大小依次為B＞A＞C，說明復(fù)合穩(wěn)定劑中羧甲基纖維素鈉對(duì)龍灘珍珠李果汁飲料離心沉淀率影響最大，其次為黃原膠，然后是β-環(huán)糊精；據(jù)k的最小值確定最優(yōu)水平為A2B2C3，即為試驗(yàn)號(hào)5，最佳復(fù)配穩(wěn)定劑為0.08%黃原膠、0.06%羧甲基纖維素鈉和0.06%β-環(huán)糊精，在此工藝條件下制備的龍灘珍珠李果汁飲料的離心沉淀率最小，為0.67%。

表8 復(fù)配穩(wěn)定性正交試驗(yàn)結(jié)果Table 8 The orthogonal experiment results of compound stability

2.5 龍灘珍珠李飲料均質(zhì)工藝條件研究結(jié)果

由圖1可知，隨著均質(zhì)壓力的不斷增加，飲料離心沉淀率均呈不斷減小的變化趨勢(shì)，當(dāng)均質(zhì)壓力增加到30 MPa以上時(shí)，離心沉淀率下降幅度很小，且差異不顯著。由圖2可知，在30 MPa壓力下均質(zhì)1次的龍灘珍珠李飲料離心沉淀率為0.69%，顯著高于其他均質(zhì)次數(shù)的離心沉淀率（P＜0.05）；均質(zhì)次數(shù)超過2次以上時(shí)，離心沉淀率維持在0.63%～0.64%之間，基本保持不變。因此，將飲料在30 MPa壓力下均質(zhì)2次為宜。

圖1 均質(zhì)壓力對(duì)龍灘珍珠李飲料離心沉淀率的影響Fig.1 Effects of homogenization pressure on centrifugation precipitating rates of‘Longtan’pearl plum beverage

圖2 在30 MPa壓力下均質(zhì)次數(shù)對(duì)珍珠李飲料離心沉淀率的影響Fig.2 Effects of homogenization times on centrifugation precipitating rates of‘Longtan’pearl plum beverage

2.6 龍灘珍珠李飲料品質(zhì)檢測(cè)分析

由表9可知，經(jīng)檢測(cè)，在以上優(yōu)化加工工藝條件下制備的龍灘珍珠李飲料產(chǎn)品總酸為2.30 g/L，可溶性固形物含量為13.30%，pH值為2.86，各項(xiàng)微生物指標(biāo)均達(dá)到相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（見表9）。

表9 龍灘珍珠李飲料品質(zhì)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果Table 9 Determination results of quality indicators of‘Longtan’pearl plum beverage

3 討論與結(jié)論

龍灘珍珠李果實(shí)花青素含量豐富，但極不穩(wěn)定，其飲料產(chǎn)品中花青素穩(wěn)定性對(duì)產(chǎn)品感官品質(zhì)及抗氧化活性功能極為重要。該研究表明，單一護(hù)色劑對(duì)龍灘珍珠李果汁的護(hù)色效果并不理想，可能是由于引起果汁褐變的因素較復(fù)雜，單一護(hù)色劑較難解決其褐變問題；本研究發(fā)現(xiàn)，采用0.15%D-異抗壞血酸鈉、0.12%L-半胱氨酸鹽、0.20%抗壞血酸為復(fù)合護(hù)色可達(dá)到最佳護(hù)色效果。D-異抗壞血酸鈉能阻止醌類物質(zhì)聚合形成褐色物質(zhì)，抗壞血酸具有鈍化多酚氧化酶和還原酚類物質(zhì)的作用，L-半胱氨酸鹽具有抗氧化和防止非酶褐變的作用，能與酚類物質(zhì)形成復(fù)合物，從而對(duì)龍灘珍珠李果汁具有護(hù)色功能[17-18]。李明娟等[7]在龍灘珍珠李果脯中的研究也證明，這3種護(hù)色劑復(fù)配使用對(duì)產(chǎn)品護(hù)色效果最佳，而王嘉楠等[19]研究發(fā)現(xiàn)，三華李果汁最佳護(hù)色配方為0.4%D-異抗壞血酸鈉，0.5%檸檬酸，0.5%抗壞血酸。可見，李果產(chǎn)品護(hù)色劑受李果品種、產(chǎn)品種類的影響。

龍灘珍珠李果實(shí)中大量的果膠物質(zhì)影響了果實(shí)的出汁率及澄清度，因此果汁飲料酶解工藝優(yōu)化是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)龍灘珍珠李飲料的關(guān)鍵。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)果膠酶用量少時(shí)，由于果膠無法完全分解，出汁率受到影響，用量過多則由于酶蛋白的存在使果汁產(chǎn)生渾濁；酶解溫度會(huì)使酶活力大小受到影響從而影響酶解效果；當(dāng)酶解達(dá)到一定時(shí)間后，果實(shí)中的果膠質(zhì)和纖維素等分解為小分子果膠酸和葡萄糖，細(xì)胞基本被破壞，細(xì)胞中內(nèi)容物全部釋放，酶解基本完全。經(jīng)正交優(yōu)化試驗(yàn)得出，龍灘珍珠李果汁最佳酶解工藝條件為：果膠酶用量0.03%，酶解溫度55℃，酶解時(shí)間60 min。

飲料的感官品質(zhì)及市場(chǎng)價(jià)值通常由其組織狀態(tài)、口感、風(fēng)味、色澤、穩(wěn)定性等多指標(biāo)綜合決定。本試驗(yàn)采用白砂糖、蜂蜜和檸檬酸調(diào)配飲料，以提高產(chǎn)品感官品質(zhì)。研究表明，8%白砂糖+5%蜂蜜+0.08%檸檬酸調(diào)配出來的龍灘珍珠李飲料為亮麗的玫紅色，酸甜可口，風(fēng)味協(xié)調(diào)，飲料感官評(píng)分最高，為86.75分，pH值在2.86～3.03之間，在此pH值范圍里，可保證飲料的顏色呈特有的玫紅色，色澤相對(duì)穩(wěn)定，利于儲(chǔ)藏。

穩(wěn)定性是衡量飲料品質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，同時(shí)也是影響產(chǎn)品口感、質(zhì)地和貨架期的關(guān)鍵因素[20-21]。利用復(fù)配穩(wěn)定劑之間的協(xié)同互作效應(yīng)，不但可大大降低產(chǎn)品大分子物質(zhì)的重力沉降作用[22]，還能夠增加飲料口味的豐富性和飽滿感[23]。高壓均質(zhì)可通過強(qiáng)大的剪切力﹑撞擊力和空穴作用，破壞飲料中的大分子物質(zhì)和懸浮顆粒[24]，使飲料顆粒細(xì)化、均勻，從而達(dá)到提高飲料穩(wěn)定性和改善口感，使口感更佳細(xì)膩的目的。均質(zhì)壓力和次數(shù)直接影響著均質(zhì)效果，隨著均質(zhì)壓力和均質(zhì)次數(shù)的增加，飲料中的大顆粒物質(zhì)被粉碎得越小，沉降速度越慢，體系越穩(wěn)定；但當(dāng)壓力和均質(zhì)次數(shù)增加到一定程度，飲料中的顆粒大小變化較小，顆粒間相互碰撞發(fā)生絮凝的機(jī)會(huì)變大[25]，呈現(xiàn)出飲料體系基本穩(wěn)定甚至下降的現(xiàn)象。本研究結(jié)果顯示：添加0.08%黃原膠，0.06%羧甲基纖維素鈉，0.06%β-環(huán)糊精，均質(zhì)壓力30 MPa，均質(zhì)2次的龍灘珍珠李飲料穩(wěn)定性較好。

本研究以廣西貧困山區(qū)優(yōu)勢(shì)特色產(chǎn)業(yè)龍灘珍珠李為主要原料，開發(fā)風(fēng)味獨(dú)特、口感新穎、穩(wěn)定性好的飲料產(chǎn)品，為龍灘珍珠李的加工利用提供了新思路，該思路可延長(zhǎng)扶貧產(chǎn)業(yè)鏈，提高其經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)民增收、農(nóng)村脫貧致富具有重要意義。